[发明专利]适用于UAANET的无证书的无双线性对的广播签密方法

权利要求书

1.一种适用于UAANET的无证书的无双线性对的广播签密方法，其特征在于：地面控制站GCS对明文m的无证书的无双线性对广播签密CBS包括有下列步骤；

签密步骤一，初始化；

步骤101，设置安全参数，记为k；选择大素数q，选择一个元素g∈G作为生成元；

大素数q是有限循环群G的阶数；有限循环群G中的生成元为g；Z_q是以q为模的剩余类环，是Z_q中所有对模乘可逆元构成的集合，也是随机元素空间；

步骤102，设置主密钥，记为ss；主公钥，记为PK_pub，主公钥的生成元为g^ss，即PK_pub＝g^ss；

步骤103，设置了四种哈希函数；

第一种哈希函数，记为H₁，且

第二种哈希函数，记为H₂，且

第三种哈希函数，记为H₃，且

第四种哈希函数，记为H₄，且

其中，{0,1}^σ是任意长度的比特字符串的集合，σ为比特字符串的长度；

步骤104，输出全局公共参数，记为par，且par＝q,G,g,PK_pub,H₁,H₂,H₃,H₄；

签密步骤二，部分密钥提取；

步骤201，接收全局公共参数par＝q,G,g,PK_pub,H₁,H₂,H₃,H₄；

步骤202，从中随机选取一个元素应用于地面控制站GCS时，记为第一个随机元素x_GCS；在地面控制站GCS中计算生成元的过渡值，记为K_1-GCS，且计算地面－杂凑值K_2-GCS，且K_2-GCS＝H₁(GCS,K_1-GCS)，其中，GCS表示地面控制站的标识；

步骤203，利用主密钥ss生成地面控制站GCS的第一个私钥，记为sek_1-GCS，且sek_1-GCS＝x_GCS+ss·K_2-GCS；

步骤204，从中随机选取一个元素应用于地面控制站GCS时，记为第二个随机元素α_GCS；在地面控制站GCS中计算第二个私钥，记为sek_2-GCS，且

所述第二个随机元素α_GCS是除第一个随机元素x_GCS以外的元素；

签密步骤三，选取秘密值；

步骤301，从中随机选取一个元素应用于地面控制站GCS时，记为第三个随机元素β_GCS；

所述的第三个随机元素β_GCS是除所述第二个随机元素α_GCS和第一个随机元素x_GCS以外的元素；

步骤302，将第二个随机元素α_GCS作为第一个秘密值sok₁应用于地面控制站GCS时，记为地面－第一个秘钥值sok_1-GCS；

步骤303，将第三个随机元素β_GCS作为第二个秘密值sok₂应用于地面控制站GCS时，记为地面－第二个秘钥值sok_2-GCS；

签密步骤四，设置公钥；

步骤401，利用sok_2-GCS生成公钥，记为K_3-GCS，且在地面控制站中以β_GCS的公钥生成元为

步骤402，地面控制站GCS生成的完整公钥，记为PK_GCS，且地面－完整公钥

签密步骤五，设置完整私钥；

地面控制站GCS将随机元素x_GCS、第一个私钥sek_1-GCS、第二个私钥地面－第一个秘密值sok_1-GCS和地面－第二个秘密值sok_2-GCS组合为地面－完整私钥，记为SK_GCS，且SK_GCS＝(x_GCS,sek_1-GCS,sek_2-GCS,sok_1-GCS,sok_2-GCS)；

签密步骤六，明文签密处理；

步骤601，输入明文，记为m；

步骤602，输入簇首无人机集合信息；

在无人机自组织网络中第一个自组织网络，记为DH₁；所述DH₁中存在的多个无人机采用集合形式表示为从中选取出的簇首无人机，记为

在无人机自组织网络中，第二个自组织网络，记为DH₂；所述DH₂中存在的多个无人机采用集合形式表示为从UAV^DH2 中选取出的簇首无人机，记为

在无人机自组织网络中，第i个自组织网络，记为DH_i；所述DH_i中存在的多个无人机采用集合形式表示为从中选取出的簇首无人机，记为

在无人机自组织网络中，第j个自组织网络，记为DH_j；所述DH_j中存在的多个无人机采用集合形式表示为从中选取出的簇首无人机，记为

在无人机自组织网络中，最后一个自组织网络，记为DH_n；所述DH_n中存在的多个无人机采用集合形式表示为从中选取出的簇首无人机，记为AUA V表示簇首无人机集；

步骤603，利用第一哈希函数H₁计算簇首无人机中的各个簇首无人机的身份－杂凑值，分别记为

为属于的杂凑值；

为属于的杂凑值；

为属于的杂凑值；

为属于的杂凑值；

为属于的杂凑值；

统计各个簇首无人机的身份－杂凑值，记为身份－杂凑值集为了方便说明，利用第一哈希函数H₁计算得到的任意一个簇首无人机的身份－杂凑值，记为U_uavn；

步骤604，输入地面－完整私钥SK_GCS＝(x_GCS,sek_1-GCS,sek_2-GCS,sok_1-GCS,sok_2-GCS)；

输入地面－完整公钥

步骤605，输入簇首无人机－完整公钥

步骤606，从中随机选取两个元素，记为第一个待加密元素r₁，第二个待加密元素r₂；所述r₁与所述r₂为不同元素；

计算第一加密过渡值，记为

计算第二加密过渡值，记为

计算第三加密过渡值，记为第二个待加密元素r₂的生成元为

计算第四加密过渡值，记为y，且

步骤607，计算第五加密过渡值，记为F_uavn(U_uavn)，且

i为簇首无人机的标记；

j为簇首无人机的标记；

n为簇首无人机的标记；

为连乘元素；

u为测试指标；

u_i为簇首无人机的测试指标；

u_j为簇首无人机的测试指标；

步骤608，计算第六加密过渡值F(W)，且F(W)＝b₀+b₁U_uavn+b₂(U_uavn)²+…+b_n(U_uavn)ⁿ；

b₀表示常数项；

b₁U_uavn表示一次项，b₁为一次项系数；

b₂(U_uavn)²表示二次项，b₂为二次项系数；

b_n(U_uavn)ⁿ表示n次项，b_n为n次项系数；n就是簇首无人机的总台数；

步骤609，将b₀+b₁U_uavn+b₂(U_uavn)²+…+b_n(U_uavn)ⁿ中项系数b₀,b₁,b₂,…,b_n赋值给签密密文，构成第三部分签密密文，记为C₃，且C₃＝{b₀,b₁,b₂,…,b_n}；

步骤610，将基于第一个待加密元素r₁的生成元赋值给签密密文，构成第二部分签密密文，记为C₂；

步骤611，计算通信杂凑值，记为e，且e＝H₄(CI,C₃,GCS,uavn,K_1-GCS)，其中，GCS表示地面控制站的标识；uavn表示簇首无人机的标识；

步骤612，计算第七加密过渡值，记为v，且v＝(e·sek_1-GCS+e·sok_1-GCS)+r₁；

步骤613，将通信信息CI赋值给签密密文，构成第一部分签密密文，记为C₁，且

步骤614，组合第一部分签密密文C₁、第二部分签密密文C₂和第三部分签密密文C₃，形成了签密密文CC，且CC{C₁,C₂,C₃}。